【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料制备，具体涉及一种高强度塑料桶复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、塑料桶多用于各种液体的储存和运输，对特殊的危险品包装具有良好的特性，它有不易碎、不生锈、质轻等特点，而且耐油、耐强腐蚀性能，多用于需要保温、防潮、耐压、抗腐蚀的危险品包装。塑料桶的材料多采用聚乙烯、聚丙烯、聚酯等塑料吹塑、注塑、吸塑、滚塑而成，多用于盛装化工、农药、医药、食品、五金电子、机电等行业液体、固体物品。生产塑料桶的主要原料是聚乙烯，是乙烯进行加聚而成的高分子有机化合物。聚乙烯是世界上公认的接触食品最佳材料，无毒、无味、无臭，符合食品包装卫生标准，但现有的聚乙烯材料自身强度不高，无法满足使用者的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高强度塑料桶复合材料及其制备方法，机械强度一般使得塑料桶在使用过程中易出现破损的问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
4、将强化树脂、聚乙烯、过氧化苯甲酰、二甲苯和去离子水中混合，在频率为20-30khz的条件下，超声处理1-1.5h后，升温至90-95℃，进行反应5-7h，过滤去除滤液，将底物、改性填料和双氰胺加入双螺杆挤出机中，在温度为180-190℃的条件下，挤出冷却，制得高强度塑料桶复合材料。
5、所述的强化树脂、聚乙烯、过氧化苯甲酰的质量比为30:150:1.5，底物、改性填料和双氰胺的质量比为150:30-
6、所述的强化树脂由如下步骤制成：
7、步骤a1：将2,2'-二羟基联苯和浓硫酸混合，在转速为60-120r/min，温度为20-25℃的条件下，进行搅拌并滴加硝酸溶液，进行反应3-5h后，冰水浴降温，过滤去除滤液，将底物、甲醇和钯碳混合均匀，通入氮气置换空气，再通入氢气置换空气，在温度为50-55℃，压强为1mpa的条件下，进行反应至氢气不再被吸收，制得中间体1；
8、步骤a2：将中间体1溶于乙酸乙酯中，在转速为150-200r/min，温度为0℃的条件下，搅拌并加入马来酸酐，升温至20-25℃，进行反应30-40min，升温至55-65℃，加入三乙胺、乙酸钠和乙酐，继续反应2-3h，制得中间体2；
9、步骤a3：将双酚a环氧树脂、中间体2、二苯基甲烷二异氰酸酯和dmf混合，通入氮气保护，在转速为150-200r/min，温度为70-80℃的条件下，搅拌并加入二月桂酸二丁基锡，进行反应4-6h，制得强化树脂。
10、进一步，步骤a1所述的2,2'-二羟基联苯、浓硫酸和硝酸溶液的用量比为0.02mol:50ml:15ml，浓硫酸的质量分数为98％，硝酸溶液的质量分数为50％，底物、甲醇和钯碳的用量比为0.3g:200ml:1g。
11、进一步，步骤a2所述的中间体1、马来酸酐、三乙胺、乙酸钠和乙酐的摩尔比为1mol:2.2mo l:18.6g:18.5g:50g。
12、进一步，步骤a3所述的双酚a环氧树脂、中间体2和二苯基甲烷二异氰酸酯的用量比为n+1:n:2n,n为大于0的自然数，二月桂酸二丁基锡的用量为双酚a环氧树脂、中间体2和二苯基甲烷二异氰酸酯质量和3-5％。
13、进一步，所述的改性填料由如下步骤制成：
14、步骤b1：将氧化石墨烯分散在乙醇中，加入正硅酸乙酯，在转速为60-80r/min，温度为60-70℃的条件下，搅拌并加入氨水，搅拌处理4-6h后，过滤去除滤液，将底物分散在乙醇中，加入kh570和去离子水，在转速为60-80r/min，温度为50-60℃的条件下，搅拌1-1.5h，过滤去除滤液，制得预处理石墨烯；
15、步骤b2：将纳米纤维素分散在乙酸乙酯中，加入吡啶和丙烯酰氯，在转速为150-200r/min，温度为50-60℃的条件下，进行反应2-4h，制得改性纤维素，将改性纤维素、预处理石墨烯、丙烯酸乙酯和去离子水混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为80-85℃的条件下，搅拌并加入过硫酸钾，进行反应7-9h，过滤去除滤液，制得改性石墨烯；
16、步骤b3：将改性石墨烯、环氧氯丙烷和dmf混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为95-105℃的条件下，加入苄基三甲基溴化铵，进行反应3-5h后，降温至70-75℃，加入氢氧化钠溶液，进行反应6-8h后，过滤去除滤液，制得改性填料。
17、进一步，步骤b1所述的氧化石墨烯、正硅酸乙酯、氨水的用量比为15g:3ml:4ml，kh570的用量为底物质量0.3-0.5％。
18、进一步，步骤b2所述的纳米纤维素、吡啶和丙烯酰氯的质量比为25:2:1.6，改性纤维素、预处理石墨烯、丙烯酸乙酯和过硫酸钾的质量比为5:3:10:0.3。
19、进一步，步骤b3所述的改性石墨烯、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的用量比为5g:1g:30ml，氢氧化钠溶液的质量分数为10％，苄基三甲基溴化铵的用量为环氧氯丙烷质量的2％。
20、本专利技术的有益效果：本专利技术制备的一种高强度塑料桶复合材料，以强化树脂和聚乙烯为原料，在过氧化苯甲酰的作用下，强化树脂上的马来酰亚胺基团通过自由基加成接枝在聚乙烯分子链上，使得强化树脂分子与聚乙烯分子形成交叉结构，进而提升机械性能，再与改性填料和双氰胺熔融挤出，在高温共混过程中，双氰胺能够与改性填料表面的环氧基和强化树脂分子中的环氧基反应，使得强化树脂和聚乙烯交联后的产物进一步交联，增加了改性填料与有机分子链的配合，进一步提升机械性能，强化树脂以2,2'-二羟基联苯为原料，在硝酸溶液的作用下，在对位形成硝基，再用钯碳还原使得硝基转变为氨基，制得中间体1，将中间体1和马来酸酐反应，形成马来酰亚胺基团，制得中间体2，将中间体2和双酚a环氧树脂在二苯基甲烷二异氰酸酯的作用下反应，二苯基甲烷二异氰酸酯的一个异氰酸酯基和中间体2上的酚羟基反应，另一个异氰酸酯基与双酚a环氧树脂上醇羟基反应，制得强化树脂，强化树脂分子含有苯环结构，苯环为刚性基团能够增加材料的抗冲击性，改性填料以氧化石墨烯为原料，用正硅酸乙酯处理，使得氧化石墨烯表面负载纳米二氧化硅，再用kh570处理使得表面接枝双键，将纳米纤维素用丙烯酰氯处理，使得纳米纤维素上接枝双键，制得改性纤维素，将改性纤维素、预处理石墨烯和丙烯酸乙酯，使得双键聚合，形成改性纤维素包覆预处理石墨烯的核壳结构，制得改性石墨烯，将改性石墨烯用环氧氯丙烷处理，使得环氧氯丙烷上的环氧基和改性石墨烯上的羟基反应，再在碱性条件下闭环形成环氧基，制得改性填料，通过多段交联使得强化树脂、聚乙烯和改性填料的配合更密切，相较传统的交联剂交联，效果提升更明显。
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1.一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：将强化树脂、聚乙烯、过氧化苯甲酰、二甲苯和去离子水中混合超声处理后，升温进行反应，过滤去除滤液，将底物、改性填料和双氰胺加入双螺杆挤出机中，挤出冷却，制得高强度塑料桶复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，其特征在于：所述的强化树脂由如下步骤制成：
3.根据权利要求2所述的一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤A1所述的2,2'-二羟基联苯、浓硫酸和硝酸溶液的用量比为0.02mol:50mL:15mL，底物、甲醇和钯碳的用量比为0.3g:200mL:1g。
4.根据权利要求2所述的一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤A2所述的中间体1、马来酸酐、三乙胺、乙酸钠和乙酐的摩尔比为1mol:2.2mol:18.6g:18.5g:50g。
5.根据权利要求2所述的一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤A3所述的双酚A环氧树脂、中间体2和二苯基甲烷二异氰酸酯的用量比为n+1:n:2n,n为大于0的自
6.根据权利要求1所述的一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，其特征在于：所述的改性填料由如下步骤制成：
7.根据权利要求6所述的一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤B1所述的氧化石墨烯、正硅酸乙酯、氨水的用量比为15g:3mL:4mL，KH570的用量为底物质量0.3-0.5％。
8.根据权利要求6所述的一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤B2所述的纳米纤维素、吡啶和丙烯酰氯的质量比为25:2:1.6，改性纤维素、预处理石墨烯、丙烯酸乙酯和过硫酸钾的质量比为5:3:10:0.3。
9.根据权利要求6所述的一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤B3所述的改性石墨烯、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的用量比为5g:1g:30mL，苄基三甲基溴化铵的用量为环氧氯丙烷质量的2％。
10.一种高强度塑料桶复合材料，其特征在于：根据权利要求1-9任一所述权利要求制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：将强化树脂、聚乙烯、过氧化苯甲酰、二甲苯和去离子水中混合超声处理后，升温进行反应，过滤去除滤液，将底物、改性填料和双氰胺加入双螺杆挤出机中，挤出冷却，制得高强度塑料桶复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，其特征在于：所述的强化树脂由如下步骤制成：
3.根据权利要求2所述的一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤a1所述的2,2'-二羟基联苯、浓硫酸和硝酸溶液的用量比为0.02mol:50ml:15ml，底物、甲醇和钯碳的用量比为0.3g:200ml:1g。
4.根据权利要求2所述的一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤a2所述的中间体1、马来酸酐、三乙胺、乙酸钠和乙酐的摩尔比为1mol:2.2mol:18.6g:18.5g:50g。
5.根据权利要求2所述的一种高强度塑料桶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤a3所述的双酚a环氧树脂、中间体2和二苯基甲烷二异氰酸酯的用量比为n+1:n:2n...
【专利技术属性】
技术研发人员：王子信，曾广宏，宋志平，
申请(专利权)人：东莞市嘉上实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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